リチウム–硫黄バッテリーにおけるリチウムアノード上の有機硫黄含有固体電解質界面によるポリサルファイド中間体のシールド

要旨 リチウム–硫黄 (Li–S) バッテリーは、有望な高エネルギー密度バッテリーシステムと見なされており、Sカソードの溶解–沈殿還元反応が重要です。しかし、必須の中間体である可溶性Liポリサルファイド (LiPSs) は、容易にLiアノードに拡散し、Li金属と激しく反応するため、活性材料が消耗し、特に実際の条件下でバッテリーの迅速な故障を引き起こします。ここでは、3,5‐ビス(トリフルオロメチル)チオフェノールを電解質添加剤として用いることで、Li–SバッテリーのLiアノードの安定化のために有機硫黄含有固体電解質界面 (SEI) が調整されています。 有機硫黄含有SEIは、LiPSsとの有害な反応からLiアノードを保護し、その腐食を減少させます。高負荷のSカソード (4.5 mg S cm−2)、低い電解質/S比 (5.0 µL mg S−1)、および超薄型のLiアノード (50 µm)を持つ実際の条件下で、Li–Sバッテリーは、通常のSEIと比較して、有機硫黄含有SEIで82サイクルを提供します。この研究は、実用的なLi–SバッテリーにおけるLiアノードの保護におけるSEIの有機成分の役割についての重要な洞察を引き起こします。